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Autarker Stromerzeuger aus Sporen

Amerikanische Wissenschaftler haben einen Minimotor entwickelt, der Verdunstungsprozesse nutzt.

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Autarker Stromerzeuger aus Sporen

Ein Team von Forschern an der Columbia University hat einen winzigen Stromerzeuger entwickelt, der die mechanischen Eigenschaften von Bakteriensporen als Energiequelle nutzt, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Die Sporen weiten sich, sobald sie Wasser absorbieren, und kontrahieren wieder, sobald sie austrocknen. Verändert man die Luftfeuchtigkeit mittels Verdunstung, lässt sich die Energie aus diesen Expansions- und Kontraktionsprozessen in einem Umlauf- oder Kolbenmotor nutzen.

Vor der Entwicklung des Motors beschäftigte sich das Forscherteam bereits mit den mechanischen Eigenschaften der Bacillus-subtilis-Sporen, die in einer Art Winterstarre Hunderte Jahre überdauern können. "Ich fand das erstaunlich, wie viel mechanische Kraft sie zu haben schienen", sagt Ozgur Sahin, Juniorprofessor für biologische Wissenschaften an der Hochschule. "Sie sind so starr, dass Veränderungen in ihrer Form eine Menge Energie produzieren."

Sahin und seine Kollegen klebten die Sporen zunächst auf ein Band aus Polyimiden, ein Polymermaterial, das unter anderem für Brennstoffzellen, Computerbildschirme und verschiedene militärische Anwendungen verwendet wird. Umgeben sind sie von einem Verschlussmechanismus, der das Durchlassen von Feuchtigkeit kontrolliert. Der Verschluss arbeitet als eine Art Oszillator, als mechanischer Schalter wie in einem elektrischen Schaltkreis, der sich über die Kraft, die die Sporen bei ihrer Formveränderung erzeugen, öffnet und schließt.

Noch ist die Ausbeute klein. Eine acht mal acht Zentimeter große Wasseroberfläche kann im Schnitt rund zwei Mikrowatt Elektrizität erzeugen – mit Bursts von bis zu 60 Mikrowatt, sagt Sahin. Das klingt zwar nicht nach viel Strom, doch bislang konnten die Forscher immerhin eine LED und ein Miniauto mit einem Gewicht von einem zehntel Kilogramm antreiben.

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